[發(fā)明專利]一種基于少模光纖的通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210393511.5
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102904641A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王華;陳明陽;祝遠(yuǎn)鋒;王學(xué)鋒;李路明;楊濟(jì)海;龔天翼
• 申請（專利權(quán)）人: 江西省電力公司信息通信分公司;江蘇大學(xué)
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25;G02B6/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信領(lǐng)域，尤其涉及由具有低彎曲損耗特性的少模光纖組成的光纖通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為滿足光纖到戶的應(yīng)用需要，ITU-T提出了G.657標(biāo)準(zhǔn)光纖。符合G.657標(biāo)準(zhǔn)的光纜可以像銅纜一樣，沿著建筑物內(nèi)很小的拐角安裝，因此非專業(yè)的技術(shù)人員也可以掌握施工的方法。彎曲不敏感光纖主要有三種類型：階躍折射率剖面光纖[J.?Lightwave?Technol.,?2005,23(11):3494?]、包層帶凹槽折射率分布光纖[如專利號為ZL200610024532.4的發(fā)明專利：具有波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的彎曲不敏感光纖，專利號為ZL200410061392.9的發(fā)明專利：彎曲不敏感光纖及其制備方法]和基于微結(jié)構(gòu)的彎曲不敏感光纖[Opt.?Express,?2005,?13(12):4770]。但為了降低光纖的彎曲損耗，都采用了減小光纖的模場直徑，這就導(dǎo)致光纖與普通單模光纖之間連接時(shí)，模場容易出現(xiàn)不匹配，且前兩種光纖的彎曲損耗仍較大。

發(fā)明專利“一種雙模光纖及其通信系統(tǒng)（201010589018.1）”，提出一種雙模光纖及其通信系統(tǒng)，通過允許光纖傳輸高階模的方法，實(shí)現(xiàn)低彎曲損耗和與單模光纖低損耗連接的目的。但其彎曲損耗仍不夠低。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上不足，本發(fā)明的目的是提出一種采用少模光纖與單模光纖組合的方法，實(shí)現(xiàn)單模的低彎曲損耗傳輸?shù)墓饫w通信系統(tǒng)。

本發(fā)明的的技術(shù)方案是：包括少模光纖、單模光纖、光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，所述光發(fā)射機(jī)經(jīng)單模光纖與少模光纖一端相連，少模光纖另一端經(jīng)單模光纖與光接收機(jī)相連。

所述少模光纖的纖芯與包層折射率差n_clad-n_core取值范圍為0.0065~0.012，纖芯半徑r的取值范圍為4.4~6.4?μm，其中：n_clad為包層折射率，n_core為纖芯折射率，r為纖芯半徑；在1310?nm波長時(shí)，所述少模光纖的模場直徑M的取值范圍在8.6~9.5?μm之間；所述少模光纖在波長為1.26?μm時(shí)的歸一化頻率V=3.83~7.02；所述少模光纖與單模光纖連接的橫向錯(cuò)位小于1.5?μm。

本發(fā)明的有益效果：利用少模光纖的纖芯與包層之間具有高折射率差的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超低彎曲損耗傳輸；同時(shí)由于纖芯直徑足夠大，使光纖具有大的模場直徑。少模光纖的基模可以在彎曲半徑為5mm時(shí)仍然具有低的彎曲損耗，其結(jié)構(gòu)簡單，制作工藝成熟。

少模光纖的模場直徑滿足標(biāo)準(zhǔn)單模光纖G.652光纖的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，通信系統(tǒng)中少模光纖與普通單模光纖連接時(shí)，由于兩者的基模模場直徑（面積）相似，因此兩者的連接損耗較小。而少模光纖的高階模（即LP₁₁模、LP₂₁模和LP₀₂模）與單模光纖的基模的模場分布滿足正交性，因此，少模光纖的高階模與單模光纖的基模不容易發(fā)生能量耦合。從而，使少模光纖以單模方式工作。由于纖芯與包層折射率差大，其基模與高階模之間的有效折射率差也大，因此，在傳輸過程中，基模能夠比較獨(dú)立地傳輸，而不容易與高階模發(fā)生能量轉(zhuǎn)換。

附圖說明

圖1?光纖通信系統(tǒng)示意圖；

圖2在模場直徑要求為9微米時(shí)，纖芯與包層折射率差n_clad-n_core與纖芯半徑的關(guān)系曲線；

圖3少模光纖的基模的彎曲損耗；

圖4單模光纖的基模耦合到少模光纖的高階模的連接損耗隨橫向錯(cuò)位的變化曲線。

具體實(shí)施方式

對于普通階躍型單模光纖，若要降低其彎曲損耗，最直接的方法是增大其纖芯與包層的折射率差。但由于包層束縛能力變強(qiáng)，也會(huì)導(dǎo)致其基模模場面積的減小。而這樣就導(dǎo)致改進(jìn)后的光纖與普通單模光纖的連接損耗會(huì)增大。為此，就需要增大纖芯直徑，以增大光纖的模場面積。這樣就必然導(dǎo)致其歸一化頻率V值的增大，從而出現(xiàn)高階模。

為了與普通單模光纖實(shí)現(xiàn)有效的連接，要求少模光纖的基模的模場直徑與單模光纖相差較小。兩種光纖的連接損耗可由下面公式得到：